组态王和施耐德M218实现Modbus TCP以太网通信

一、必备软件和硬件：

1、组态王6.55通用版组态软件

2、施耐德SoMachine V4.3编程软件

3、Modbus Poll调试软件

4、Modbus Slave调试软件

5、以太网调试助手

6、施耐德M218系列PLC

7、施耐德M218系列PLC编程用USB电缆

8、无线路由器

9、网线

二、通信实现目的：

1、组态王组态软件对施耐德M218系列PLC共计4路数字量输入%IX0.0~%IX0.3实现只读操作，通过Modbus之02功能码实现；

2、组态王组态软件对施耐德M218系列PLC共计4路数字量输出%QX0.0~%QX0.3实现读写操作，通过Modbus之01\15功能码实现；

3、组态王组态软件对施耐德M218系列PLC共计4路保持寄存器%MW0~%MW3实现只读操作，通过Modbus之03功能码实现；

4、组态王组态软件对施耐德M218系列PLC共计4路保持寄存器%MW4~%MW7实现读写操作，通过Modbus之03\16功能码实现。

三、通信连接说明：

1、组态王组态软件通过电脑无线网口连接至无线路由器；

2、施耐德M218本体自带以太网口通过网线连接至无线路由器LAN接口。

四、Modbus TCP服务器通信参数：

1、Modbus TCP服务器：施耐德M218

2、Modbus TCP服务器IP地址：192.168.1.180

3、Modbus TPC服务器子网掩码：255.255.255.0

4、Modbus TCP服务器默认网关：192.168.1.1

5、Modbus TCP服务器端口号：502

五、Modbus TCP客户端通信参数：

1、Modbus TCP客户端：组态王组态软件

2、Modbus TCP客户端IP地址：192.168.1.106

3、Modbus TPC客户端子网掩码：255.255.255.0

4、Modbus TCP客户端默认网关：192.168.1.1

5、Modbus TCP客户端端口号：502

六、施耐德M218硬件组态：

1、找到施耐德SoMachine V4.3编程软件，如下所示：

2、上图中，鼠标双击打开“SoMachine V4.3”，则会打开如下窗口：

3、在上图中，选择“新建项目—>空项目”，如下所示：

4、在上图中，将项目名称修改为“M218之Modbus TCP Server”，如下所示：

5、在上图中，修改好项目名称后，点击“创建项目”，将会出现如下窗口，如下所示：

6、在上图中，单击“打开配置”按钮，出现如下窗口，如下所示：

7、上图中，右侧控制器中选中M218树状目录，选中“TM218LDAE24DRHN”，如下所示：

8、将选中的“TM218LDAE24DRHN”设备拖入到右侧“设备树”区域，如下所示：

至此，施耐德M218硬件组态完成。

七、施耐德M218通信设置：

1、Ethernet通信口添加设备，如下所示：

2、上图中，在“Ethernet”上点击“添加设备”，将会出现如下窗口：

3、上图中，“行为”选中“添加设备”、“供应商”选择“Schneider Electric”、设备选择“Modbus TCP Slave Device”，如下所示：

4、上图中，点击“添加设备”按钮，然后点击“关闭”按钮回到主窗口，Ethernet设备业已添加完成，如下所示：

5、设置“Ethernet”端口通信参数，双击“Ethernet”，如下所示：

6、上图中，“接口名称”选择默认名称“ether_0”、“网络名称”选择默认名称“my_Device”、选中“固定IP地址”，将IP地址设置为192.168.1.180、子网掩码设置为255.255.255.0、网关地址设置为192.168.1.1，并将安全参数中的“SoMachine协议处于活动状态”和“Modbus服务器处于活动状态”两个选项勾选，如下所示：

7、设置“Modbus TCP Slave Device”参数，双击“Modbus TCP Slave Device”，如下所示：

8、上图中，将单元ID修改为1，其他默认，如下所示：

9、翻阅手册可知施耐德M218相关元件和Modbus寄存器地址对应关系如下表所示：

至此，M218之Ethernet通信口设置完成。

八、施耐德M218编程用变量定义：

（来源/中华工控网 点击图片查看大图）

其中：

MW0~MW3实际地址为%MW0~%MW3，支持03、06、16功能码，组态王欲读取之；

MW4~MW7实际地址为%MW4~%MW7，支持03、06、16功能码，组态王欲读写之；

定义了2个定时器变量；

定义了1个辅助标志位FirstMark。

九、施耐德M218程序编制：

前面已然说明，组态王组态软件对%MW0~%MW3进行只读操作，故而程序中编制一段程序，初始化时，依次对%MW0、%MW1、%MW2、%MW3赋值0、1、2、3，且程序中会实现每1分钟对%MW0~%MW3进行加1操作，当%MW0~%MW3当前值大于6000时，进行清零操作。

其中1分钟脉冲通过2个定时器变量配合加以实现。

对于%MW4~%MW7，组态王组态软件对其实现的是读\写操作，故而程序初始化时对%MW4~%MW7进行清零操作。

基于以上要求，编制的程序如下所示：

十、施耐德M218程序下载：

1、单击“编辑”下拉菜单中的“编辑”，如下所示：

2、编译成功，无有错误、无有警告，如下所示：

3、点击“在线”下拉菜单中的“登录”，如下所示：

将会出现如下窗口：

按上图提示，同时按下Alt和F键，出现如下窗口：

上图中点击“是”按钮，出现如下窗口：

上图中，点击“是”按钮，如下所示：

4、点击“在线”下拉菜单中的“多重下载”，如下所示：

将会出现如下对话窗口：

上图中，将“在线修改选项”选中“通常执行全下载”，如下所示：

上图中，点击“确定”按钮，出现如下对话窗口：

上图中，点击“是”按钮，开始执行多重下载，如下所示：

至此，施耐德M218程序下载完成。

十一、以太网调试助手和施耐德M218之Modbus TCP以太网通信链接：

1、打开以太网调试助手，如下所示：

2、将以太网调试助手参数设置如下：

3、上图中，点击“连接”按钮，如下所示：

表明以太网调试助手已经成功连接上施耐德M218系列PLC了！

此时：

以太网调试助手作为Modbus TCP以太网客户端

施耐德M218作为Modbus TCP以太网服务器

十二、以太网调试助手和施耐德M218之Modbus TCP以太网通信测试：

1、Modbus之01功能码测试，读取施耐德M218之%QX0.0~%QX0.7的状态：

以太网调试助手发送：20 14 00 00 00 06 01 01 00 00 00 08

施耐德M218返回：20 14 00 00 00 04 01 01 01 00

返回数据为00，表明此时%QX0.0~%QX0.7状态全为0

以太网调试助手发送与接收数据、施耐德M218图表监控如下图所示，则表明Modbus之01功能码测试已然完成：

（来源/中华工控网 点击图片查看大图）

2、Modbus之02功能码测试，读取施耐德M218之%IX0.0~%IX0.7的状态：

以太网调试助手发送：30 14 00 00 00 06 01 02 00 00 00 08

施耐德M218返回：30 14 00 00 00 04 01 02 01 00

返回数据为00，表明此时%IX0.0~%IX0.7状态全为0

以太网调试助手发送与接收数据、施耐德M218图表监控如下图所示，则表明Modbus之02功能码测试已然完成：

3、Modbus之03功能码测试，读取施耐德M218之%MW0~%MW3的状态：

以太网调试助手发送：99 14 00 00 00 06 01 03 00 00 00 04

施耐德M218返回：99 14 00 00 00 0B 01 03 08 00 05 00 06 00 07 00 08

表明此时%MW0、%MW1、%MW2、%MW3的值依次为5、6、7、8

以太网调试助手发送与接收数据、施耐德M218图表监控如下图所示，则表明Modbus之03功能码测试已然完成：

4、Modbus之06功能码测试，将施耐德M218之%MW4的值设置为9

以太网调试助手发送：99 99 00 00 00 06 01 06 00 04 00 09

施耐德M218返回：99 99 00 00 00 06 01 06 00 04 00 09

施耐德M218原样返回以太网调试助手发送的报文，表明%MW4设置成功

以太网调试助手发送与接收数据、施耐德M218图表监控如下图所示，则表明Modbus之06功能码测试已然完成：

5、Modbus之15功能码测试，将施耐德M218之%QX0.0~%QX0.3全部置位

以太网调试助手发送：12 34 00 00 00 08 01 0F 00 00 00 04 01 0F

施耐德M218返回：12 34 00 00 00 06 01 0F 00 00 00 04

施耐德M218返回的报文表明此时%QX0.0~%QX0.3置位成功

以太网调试助手发送与接收数据、施耐德M218图表监控如下图所示，则表明Modbus之15功能码测试已然完成：

6、Modbus之16功能码测试，将施耐德M218之%MW4~%MW7的值依次设置为4、5、6、7

以太网调试助手发送：56 78 00 00 00 0F 01 10 00 04 00 04 08 00 04 00 05 00 06 00 07

施耐德M218返回：56 78 00 00 00 06 01 10 00 04 00 04

施耐德M218返回报文表明%MW4~%MW7设置成功

以太网调试助手发送与接收数据、施耐德M218图表监控如下图所示，则表明Modbus之16功能码测试已然完成：

至此，我们就完成了施耐德M218作为Modbus TCP服务器程序的测试。

十三、组态王组态软件Modbus TCP以太网客户端测试工程的建立：

1、找到组态王组态软件快捷方式，如下所示：

2、上图中，双击组态王组态软件快捷方式，即会打开组态王组态软件工程管理器，如下所示：

3、在上图中，点击组态王组态软件工程管理器上的“新建按钮”，即可打开新建工程向导窗口，如下所示：

4、上图中，在新建工程向导窗口上单击“下一步”按钮，将会出现选择工程保存路径对话窗口，如下所示：

5、上图中，点击“浏览”按钮，将会出现选择保持工程路径具体窗口，如下所示：

6、上图中，我们选择工程保存路径为D盘根目录，如下所示：

7、上图中，选择好工程路径后，点击“打开”按钮，将会返回到新建工程向导对话窗口，如下所示：

8、上图中，继续点击“下一步”按钮，即可进入到输入工程名称和工程描述对话窗口，如下图所示：

9、上图中，工程名称输入“Modbus测试”、工程描述输入“Modbus测试”，如下所示：

10、上图中，点击“完成”按钮，将会出现如下对话窗口，如下所示：

11、上图中，点击“是”按钮，即可将新建“Modbus测试”工程设置为当前工程，如下所示：

12、点击工程管理器上的“开发”按钮，即可进入到工程组态环境，如下所示：

至此，组态王新建工程完毕，下面讲述如何新建IO设备

十四、组态王组态软件Modbus TCP以太网客户端测试工程IO设备的建立：

1、打开工程组态环境界面，如下所示：

2、上图中，左侧树状目录中，选中“设备”目录，然后右侧即可出现新建设备，如下所示：

3、上图中，双击“新建”快捷方式，将会打开设备配置向导对话窗口，如下所示：

4、上图中，我们选择“PLC-莫迪康-Modbus TCP-TCP”这个驱动，如下所示：

5、上图中，选择好驱动后，点击“下一步”按钮，将会出现输入设备名称对话窗口，如下所示：

6、上图中，输入设备名称为“Modbus测试”，如下所示：

7、上图中，输入设备名称后，点击“下一步”按钮，将会出现选择串口号对话窗口，如下所示：

8、上图中，串口号选择COM1，如下所示：

9、上图中，选择串口号后，点击“下一步”按钮，将会出现设置设备地址对话窗口，如下所示：

10、设备地址输入“192.168.1.180:502 1/50”，如下所示：

11、上图中，输入的192.168.1.180即为施耐德M218的IP地址、502即为施耐德M218的端口号、1即为施耐德M218的单元ID、50为网络超时时间，输入完毕后，点击“下一步”按钮，将会出现网络参数设置对话窗口，如下所示：

12、上图中，将“使用动态优化”打勾取掉，如下所示：

13、上图中，网络参数设置完成后，点击“下一步”按钮，将会出现设备信息确认对话窗口，如下所示：

14、上图中，点击“完成”按钮，新建设备完成，返回组态环境，即可看到新建成功设备：

十五、组态王组态软件Modbus TCP以太网客户端测试工程变量的建立：

我们以监控施耐德M218的数字量输入%IX0.0~%IX0.3、数字量输出%QX0.0~%QX0.3、保持寄存器%MW0~%MW7为例。施耐德M218相关元件和Modbus寄存器地址对应关系我们由前面的表格可知。

1、打开工程浏览器，如下窗口所示：

2、上图中，选择左侧树状目录中的数据库-数据词典，如下所示：

3、建立施耐德M218数字量输入类型变量，上图中，双击右侧中的“新建”，将会打开新建变量对话窗口，如下所示：

4、上图中，变量名输入I00、变量类型选择I/O离散、连接设备选择Modbus测试、采集频率输入100毫秒、寄存器选择1区并输入100001、数据类型选择Bit、读写属性选择只读，如下所示：

5、上图中，各个参数输入完毕，点击“确定”按钮，返回到工程浏览器窗口，I00（对应施耐德数字量输入%IX0.0）变量建立完毕，如下所示：

6、同样的方法，再建立I01、I02、I03（分别对应施耐德M218数字量输入%IX0.1、%IX0.2、%IX0.3），如下所示：

7、建立施耐德M218数字量输出类型的变量，双击“新建”，打开建立变量对话窗口，如下所示：

8、上图中，变量名输入Q00、变量类型选择I/O离散、连接设备选择Modbus测试、采集频率输入100毫秒、寄存器选择0区并输入000001、数据类型选择Bit、读写属性选择读写，如下所示：

9、上图中，各个参数输入完毕，点击“确定”按钮，返回到工程浏览器窗口，Q00（对应施耐德M218数字量输出%QX0.0）变量建立完毕，如下所示：

10、同样的方法，再建立Q01、Q02、Q03（分别对应施耐德M218数字量输出%QX0.1、%QX0.2、%QX0.3），如下所示：

11、建立施耐德M218只读类型保持寄存器变量，双击“新建”，打开建立变量对话窗口，如下所示：

12、上图中，变量名输入MW0、变量类型选择I/O整数、连接设备选择Modbus测试、采集频率输入100毫秒、寄存器选择4区并输入400001、数据类型选择USHORT、读写属性选择只读，如下所示：

13、上图中，各个参数输入完毕，点击“确定”按钮，返回到工程浏览器窗口，MW0（对应施耐德M218保持寄存器%MW0）变量建立完毕，如下所示：

14、同样的方法，再建立MW1、MW2、MW3（分别对应施耐德保持寄存器%MW1、%MW2、%MW3），如下所示：

15、建立施耐德M218读写类型保持寄存器变量，双击“新建”，打开建立变量对话窗口，如下所示：

16、上图中，变量名输入MW4、变量类型选择I/O整数、连接设备选择Modbus测试、采集频率输入100毫秒、寄存器选择4区并输入400005、数据类型选择USHORT、读写属性选择读写，如下所示：

17、上图中，各个参数输入完毕，点击“确定”按钮，返回到工程浏览器窗口，MW4（对应施耐德M218保持寄存器%MW4）变量建立完毕，如下所示：

18、同样的方法，再建立MW5、MW6、MW7（分别对应施耐德保持寄存器%MW5、%MW6、%MW7），如下所示：

19、强制多线圈变量的建立，因施耐德M218系列PLC经过刷新固件后，对于数字量输出置位和复位操作只能通过15功能码来实现，所以需要建立此类变量，双击“新建”，打开建立变量对话窗口，如下所示：

20、上图中，变量名输入WQ00、变量类型选择I/O字符串、连接设备选择Modbus测试、采集频率输入0毫秒、寄存器选择FMC区并输入FMC1、数据类型选择String、读写属性选择只写，如下所示：

21、上图中，各个参数输入完毕，点击“确定”按钮，返回到工程浏览器窗口，WQ00（对该变量赋值1或者0即可对施耐德M218数字量输出%QX0.0进行置位或者复位）变量建立完毕，如下所示：

22、同样的方法，再建立WQ01、WQ02、WQ03，至此，所有监控变量建立完毕，如下所示：

十六、组态王组态软件Modbus TCP以太网客户端测试工程监控画面的建立：

1、打开工程浏览器窗口，如下所示：

2、上图中，选择左侧树状目录中的“画面”，如下所示：

3、上图中，右侧选择双击“新建”，即可打开新建画面对话窗口，如下所示：

4、上图中，画面名称输入“Modbus测试”，其他参数默认，如下所示：

5、上图中，输入各个参数之后，单击“确定”按钮，新建画面已然完成，如下所示：

6、施耐德M218数字量输入%IX0.0~%IX0.3的监控，工具箱中选择打开图库，如下所示：

7、上图中，选择“指示灯”，如下所示：

8、上图中，选中第一个指示灯图，双击拖入到组态画面中，如下所示：

9、上图中，双击指示灯，打开指示灯设置向导，如下所示：

10、上图中变量名输入I00（对应施耐德M218数字量输入%IX0.0），如下所示：

11、上图中，点击“确定”按钮，完成变量I00监视组态，并再使用工具箱中文本工具对其加以注释，如下所示：

12、同样的方法，建立施耐德M218数字量输入%IX0.1~%IX0.3的监控，如下所示：

13、按上述方法，再建立施耐德M218数字量输出%QX0.0的监控，如下所示：

14、工具箱中选择控件，在画面中绘出一个合适大小的按钮，如下所示：

15、上图中，双击新建的按钮，打开按钮动画连接对话窗口，如下所示：

16、上图中，勾选中命令语言连接中的“按下时”，打开命令语言对话窗口，如下所示：

17、上图中，写入脚本程序“\\本站点\WQ00="1";”，如下所示：

18、上图中，脚本语言填写完成后，点击“确定”按钮，按钮按下时脚本程序设置完毕，回到组态界面，并将按钮文本修改为“置位”，如下所示：

19、同样的方法，再做一个复位按钮，其按下时的脚本程序为“\\本站点\WQ00="0";”，如下所示：

20、同样的方法，再建立施耐德M218数字量输出%QX0.1、%QX0.2、%QX0.3的监控，如下所示：

21、施耐德M218只读类型保持寄存器变量的建立，选择工具箱中的文本，文本名输入#####，如

下所示：

22、上图中，双击名为“#####”的文本控件，将会打开动画连接窗口，如下所示：

23、上图中，勾选中值输出中的模拟量输出，将会打开模拟量输出连接窗口，如下所示：

24、上图中，表达式输入变量MW0、整数位数选择0、小数位数选择0、显示格式勾选十进制、对齐方式选择居左对齐，如下所示：

25、上图中，输入各参数后，点击“确定”按钮回到动画连接窗口，再次点击“确定”按钮回到组态画面，施耐德M218只读类型保持寄存器%MW0监视建立完毕，如下所示：

26、同样的方法，建立施耐德M218只读类型保持寄存器%MW1、%MW2、%MW3，如下所示：

27、施耐德M218读写类型保持寄存器的监控，选择工具箱中的文本，并输入*****，如下所示：

28、上图中，双击名为“*****”的文本，打开该文本的动画连接对话窗口，如下所示：

29、上图中，首先勾选值输出中的模拟量输出，如下所示：

30、上图中，表达式输入变量MW4、整数位数选择0、小数位数选择0、显示格式勾选十进制、对齐方式选择居左对齐，如下所示：

31、上图中，点击“确定”按钮回到动画连接窗口，如下所示：

32、上图中，勾选中值输入中的模拟量输入，将会打开模拟量输入连接对话窗口，如下所示：

33、上图中，变量名输入MW4、最大值输入65535、最小值输入0，其他默认，如下所示：

34、上图中，点击“确定”按钮回到动画连接窗口，如下所示：

35、上图中，点击“确定”按钮回到组态界面，施耐德读写类型保持寄存器%MW4组态完毕，如下所示：

36、同样的方法，建立施耐德读写类型保持寄存器%MW5、%MW6、%MW7，至此，画面组态完毕，如下所示：

十七、组态王组态软件Modbus TCP以太网客户端测试工程测试运行准备工作：

1、打开工程浏览器窗口，如下所示：

2、上图中，单机“运行”按钮，打开运行系统设置对话窗口，如下所示：

3、上图中，单击选择“主画面配置”选项卡，如下所示：

4、上图中，选中建立的唯一组态画面“Modbus测试”，如下所示：

5、上图中，点击“确定”按钮，运行系统设置完毕，回到工程浏览器窗口，如下所示：

十八、组态王组态软件Modbus TCP以太网客户端测试工程和Modbus Slave调试助手通信测试：

1、Modbus Slave调试助手标签文件的建立，如下所示：

2、建立链接，参数设置如下所示：

3、上图中点击“确定”按钮，等待组态王的连接，如下所示：

4、上图中，并可打开报文监控，如下所示：

5、组态王组态软件测试工程中需要把设备IP地址暂时修改为192.168.1.106，如下所示：

6、组态王工程浏览器对话窗口点击VIEW进入到运行环境，如下所示：

7、此时Modbus Slave调试助手亦可监控到收发报文，通信正常，如下所示：

8、在组态监控界面中对施耐德%QX0.0~%QX0.3全部进行复位、%MW4~MW7依次赋值4~7，监控画面如下所示：

9、对应的Modbus Slave调试助手通信界面如下所示，至此组态王测试工程测试完毕：

十九、组态王组态软件Modbus TCP客户端和施耐德M218之Modbus TCP服务器通信测试：

1、施耐德M218上电运行，并打开编程软件监控，如下所示：

2、将组态王通信测试工程设备IP地址再次修改为施耐德M218的IP地址192.168.1.180，如下所示：

3、运行组态王，运行界面如下所示：

4、控制施耐德M218数字量输出，在组态界面上将4路数字量输出全部置位，如下所示：

5、相应的，监控施耐德M218编程软件，4路数字量输出置位成功，如下所示：

6、组态界面上对4路保持寄存器%MW4~%MW7依次赋值14、15、16、17，如下所示：

7、施耐德M218编程软件监控如下，4路保持寄存器设置成功，如下所示：

二十、总结：

至此，组态王（Modbus TCP客户端）和施耐德M218（Modbus TCP服务器）完美实现了Modbus TCP以太网通信。

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来源/中华工控网

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